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Aus einzelnen Rohren zusammensetzbares Tragsystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein, aus einzelnen in ihrer Gestalt gleichen Elementen zusammensetzbares Tragsystem, wobei die einzelnen Elemente mit-und untereinander durch Kupplungen verbunden werden. Derartige Tragsysteme finden Verwendung als in ihrer Länge verstellbare Stützen, Absteifungen, Gerüste, Verschalungen, ebene und räumliche Fachwerke usw.
Als Einzelelemente werden vornehmlich Rohre eingesetzt, wegen ihres allgemein bekannten statisch günstigen Verhaltens bei Beanspruchungen in axialer Richtung, ihrer nach allen Seiten gleichbleibenden statischen Werte und ihrer wirtschaftlichen Herstellung bei günstigstem Materialaufwand. Das Rohr wird deshalb als bleibender Bauteil bei Bauwerken, beim Gerüstbau für einen vorübergehenden Einsatz verwendet.
Für den Gerüstbau ist es bekannt, als Tragelemente Rohre mit einer ebenen Oberfläche vorzusehen und sie für jeweils in Betracht kommende Tragsysteme, beginnend mit den einfachen Stützen über Arbeits- und Fassadengelüste bis zu den Gitterwerkkonstruktionen, beliebig geformte und hoch belastete Lehrgerüste für Brücken, Hochbauten usw. einzusetzen.
Die Bildung dieser Tragsysteme erfolgt so, dass die Rohre-wie bereits erwähnt-mit Hilfe von Kupplungen zusammengeschlossen werden. Die Kupplungen umfassen hiebei entweder als Normalkupplungen, als Strebenkupplungen oder als Rohrverbinder die Rohre, die sich in möglichst geringem Abstand zueinander kreuzen. Der Schluss zwischen Rohr und Kupplung beruht auf den jeweils vorhandenen Reibwerten zwischen Rohr und Kupplung.
Damit wird der Nachteil dieser Tragsysteme herausgestellt, der darin besteht, dass die Tragfähigkeit der Konstruktionen entscheidend von der Belastbarkeit der Kupplung abhängig ist. Die Belastbarkeit der Kupplung ist also allein abhängig von den den Reibungsschluss bestimmenden Werten, die in weiten Grenzen schwanken können, so dass die unteren Grenzwerte des Reibungsschlusses die Tragfähigkeit bestimmen, Ausserdem besteht die Forderung, dass die Rohre beim Verbinden miteinander weder beschädigt noch unzulässig verformt werden dürfen.
Sind schon die effektiven Werte für den Reibungsschluss durch die entsprechenden Materialwerte bedingt, so kommt noch des weiteren hinzu, dass dieser Reibungsschluss durch das Einwirken von Exzentern, Klemmen, Keilen oder Schrauben aufgebracht werden muss, die von Hand zu betätigen sind, so dass die hiefür aufgewendeten Kräfte auch nicht in jedem Fall stets gleich gross zu sein brauchen. Dieser zusätz- liche Unsicherheitsfaktor beim unterschiedlichen Anziehen der Klemmverbindungen wird in einer weiteren Herabsetzung der zulässigen Belastungswert berücksichtigt.
Unter Berücksichtigung dieser Nachteile ergeben sich die als zulässig angesehenen Belastungen der Kupplungswerte, die bei der üblichen Konstruktion je nach Bauart entweder nur 1/2 - 1/10 der Tragfähigkeit der eingesetzten Rohre betragen.
Auf Grund dieser Tatsachen hat man vorgeschlagen, die Tragfähigkeit der Kupplungen weitgehendst von der Reibungshaftung unabhängig zu machen, indem man auf der Oberfläche des Rohres, u. zw. vor- zugsweise des Standrohres Vorsprünge anbrachte, gegen die sich die beanspruchte Kupplung abstützen konnte.
Des weiteren sind Ausführungen bekanntgeworden, bei denen man im Rohrmantel einzelne Bohrungen
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die ganze Rohrlänge verteilt, angestauchten Wulsten versah oder bei der das Standrohr mehrere, in gerader Linie übereinanderliegend, in einzelnen Abständen fest angebrachte Ansätze aufweist.
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verminderungen ergeben und beim Anbringen einzelner Nocken oder Wulste es zur Bildung örtlicher Span nungsspitzen im Material kommen kann.
Auch der Vorschlag für eine verstellbare, rohrförmige Verbindungsstrebe für Rüstungen, bei dem ein, mit einem Aussengewinde versehenes Innenrohr gleitend in einem Aussenrohr verstellt werden kann, wobei die Einstellung und das Festhalten durch eine Kupplung erfolgt, deren Schraubhülse in das Aussengewinde des zu verstellenden Rohres greift, ergibt infolge der Kerbwirkung der Gewindegänge bzw. der senkrecht zur Achse verlaufenden Rillen eine ungünstige Beeinflussung der Rohrtragfähigkeit. Weiterhin handelt es sich bei dieser Ausführung lediglich um eine normale Baustütze, bei der zwei an ihrem Umfang nur teilweise profilierte Rohre koaxial verbunden werden.
Eine andere Lösung sieht eine in Höhe oder Länge verstellbare Vorrichtung für Baugerüste vor, die aus zwei zueinander verstellbaren Teilen besteht, wobei der eine Teil eine Metallstange ist, die ein mehrgängiges Gewinde von sehr grosser Steigung im Vergleich zum Durchmesser der Stange und einen vieleckigen Querschnitt über die ganze Länge des Gewindes aufweist, während der andere Teil aus einer Muffe besteht, deren innere Formgebung derjenigen der Metallstange entspricht. Hiebei sind Mittel vorgesehen, die beiden Teile miteinander lösbar zu verbinden, wodurch die gegenseitige Schraubbewegung unterbunden wird.
Während es mit diesem zuletzt genannten Vorschlag möglich ist, die Muffe an beliebiger Stelle einer im Vergleich zu einem Rohr sich bei Beanspruchungen wesentlich ungünstiger verhaltenden Metallstange kraftschlüssig unter Ausnutzung von Reibungskräften anzubringen, ist ein Formschluss nur innerhalb der Stufen mit Hilfe der in den Stangenflächen gestaffelt angebrachten Vertiefungen möglich.
Ausserdemhaben diese verstellbaren Vorrichtungen wie auch die verstellbare rohrförmige Verbindungsstrebe den Nachteil, dass das Verbindungsstück mit seiner Innenform mit der Aussenform des Innenrohres oder der Stange bei Drehung gegeneinander über die Länge des Verstellgliedes hinweg, nur dann einwandfrei eingesetzt werden kann, wenn keinerlei Beschädigungen oder Verschmutzungen vorliegen.
Im Gerüstbau sind aber Beschädigungen und Verschmutzungen der Einzelteile eher als anderweitig gegeben, wodurch die Wirksamkeit der gesamten Einrichtungen und damit das Verstellen und Halten der beiden verschiedenen in einer Achse liegenden Elemente gegeneinander in Frage gestellt ist.
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durch einen Dorn bekannt, bei der der mit steilgängigen Gewinderillen versehene Dom mit dem den Gewinderillen entsprechend angeordneten Führungszapfen in der Wandung des Gerüstrohrendes durch Drehen der beiden Rohre gegeneinander verbunden wird, so dass eine druck-und zugfeste Verbindung zweier in einer Achse liegender Rohre geschaffen ist.
Diese Gerüstrohrverbindung sowie die beschriebenen Verstelleinrichtungen können lediglich geeignet sein, zwei gleiche bzw. bei den Verstelleinrichtungen verschiedene, jedoch in einer Achse liegende Tragelemente durch Drehung gegeneinander zu verbinden bzw. zu verstellen und zu halten. Sie sind somit für die im Gerüstbau gestellte Forderung, sich aussermittig, also in einem geringen Abstand zueinander kreu- zenden Tragelemente zur Schaffung von Tragsystemen fest und sicher zu verbinden, nicht geeignet.
Es ist auch schon eine Gerüstrohrverbindung bekannt geworden, bei der Rohre mit profilierter Oberfläche unter Benutzung von Kupplungen als Verbindungselemente eingesetzt werden und die Oberflache der Rohre eine entlang der Rohrlänge kontinuierlich verlaufende Profilierung aufweist.
Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass hiebei die Kupplung mit Hilfe der Klemme nur in Ab-
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bunden werden kann. Das Anschlagen der Kupplung wäre zwar theoretisch an jeder Stelle des Standrohres möglich. Hiebei müssten jedoch der das Standrohr umfassende Teil und damit auch der das Querrohr umfassende Teil der Kupplung sich dem Verlauf der Sicke entsprechend um das Standrohr drehen, was aber wegen der stets vorgegebenen Ebene zwischen Stand- und Querrohr nicht möglich ist.
Weiterhin ist die offenbarte Kupplungsausführung auch lediglich geeignet, rechtwir, Izelig zueinandei- liegende Rohre zu verbinden.
Ausserdem sind durch das Profilieren der Rohroberfläche mit nur einer Siehe die Möglichkeiten zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften des Rohres nicht voll ausgenutzt.
Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, Tragsysteme aus einzelnen, zusammensetzbaren Elementen vornehmlich unter Verwendung von Rohren zu schaffen, bei denen über ihre gesamte Länge
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gleichartige, unter beliebigen Winkeln sich aussermittig in geringem Abstand kreuzende Rohre an jeder beliebigen Stelle ihrer Länge stufenlos ohne Schwächung des Rohres fest und sicher, unter Vermeidung des unsicheren Reibungsschlusses, durch Kupplungen verbunden werden.
Nach der Erfindung besteht die Lösung bei einem Tragsystem, bei dem die Oberfläche der Rohre eine entlang der Rohrlänge kontinuierlich verlaufende Profilierung aufweist und das einzelne Rohr mit minde-
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1/20 des Aussendurchmessers des Rohres.
Die Anwendung der vorgeschlagenen Ausführung stellt eine vorteilhafte Lösung der Aufgabe dar, wobei in denkbar einfacher Weise die Nachteile der bisher, bekannten Ausführungen vermieden sind.
Durch die schraubenlinienförmig verlaufenden Sicken, die in der Rohrwandung entweder nach innen oder nach aussen angebracht sein können, ist sichergestellt, die Rohre formschlüssig zu verbinden. Der
Nachteil des Reibungsschlusses an sich, wobei die zulässige Belastung der Kupplung etwa nur 1/2 - 1/10 der zulässigen Rohrbeanspruchung betrug, entfällt, so dass durch den Formschluss die zulässige Kupplungs- belastung etwa gleich der des Rohres gesetzt werden kann. Damit können die Tragsysteme, die aus derar- tig profilierten Rohren zusammengesetzt werden, weit höher ausgelegt und belastet werden.
Die erfindungsgemässe Rohrausführung bringt den weiteren Vorteil, dass durch die Anbringung zweier den Formschluss an jeder Stelle ermöglichenden Sicken eine Erhöhung der Tragfähigkeit eines derartig geschalteten Rohres gegenüber den bisher eingesetzten Rohren insbesondere mit ebener, aber auch nur mit einer Sicke versehenen Oberfläche erreicht wird, da gegenüber der letzteren die erzielbaren Vorteile hin- sichtlich Kal. tverfestigung und Formsteifigkeit, wie im folgenden noch näher erläutert, weit besser ausgenutzt werden.
Für die Tragfähigkeit des Rohres sind die Beulsicherheit des Rohrmantels und die Knicksicherheit des Gesamtrohres massgebend. Die Beulsicherheit, die nur bei im Verhältnis zum Rohrdurchmesser geringen Wanddicken in Betracht kommt, kann durch die Unterteilung der beulgefährdeten Flächen durch die Sikken vergrössert werden. Eine entsprechende Formgebung ermöglicht es daher, bei geringerer Wanddicke die gleiche Beulsicherheit zu erzielen, wie mit grösseren Wanddicken ohne Profilierung. Die Sicken werden dabei vorteilhaft so geführt, dass das Trägheitsmoment des Rohres in jedem rechtwinkelig zur Rohrachse geführten Schnitt vergrössert oder zumindest nicht verringert wird.
Mit dem Anbringen der Sicken, die in Form einer Schraubenlinie um die Längsachse des Rohres verlaufen, wird nicht nur die Versteifung oder ein Verbuckeln des Rohres erreicht, sondern auch gleichzeitig eine Kaltverfestigung des Materials, so dass eine entsprechende Erhöhung der Streckgrenze eintritt, ein weiterer Vorteil der Lösung nach der Erfindung.
Die Erfüllung des geforderten Formschlusses, der für jede beliebige Stelle des Rohres entlang seiner Länge nach der Aufgabenstellung gegeben sein soll, ist unter Verwendung an sich bekannter Aussenkupplungen mitExzenter-oder anderemVerschluss durch mindestens ein, mit der schraubenlinienförmigen Sicke im Eingriff stehendes, von der Kupplung mittel-oder unmittelbar aufgenommenes Formstück, wobei als Beispiel für ein derartiges Formstück einstell-und lösbare Halbschalen dienen nach einem weiteren Merkmal dadurch gegeben, dass mindestens eine der beiden miteinander um einen Bolzen schwenkbar verbundenen, einen geteilten Ring bildenden Halbschalen, in. an sich bekannter Weise mit einem, in eine Sicke des Rohres eingreifenden Vorsprung versehen ist.
Zweckmässigerweise werden dabei vier Halbschalen, die zwei geteilte Ringe bilden, eingesetzt, wobei der Vorsprung der einen Halbschale des einen geteilten Ringes, entsprechend der rechtsgängig verlaufenden Sicke und der Vorsprung der einen Halbschale des andern geteilten Ringes, entsprechend der linksgängig verlaufenden Sicke angebracht sind. Dabei stützt sich der in an sich bekannter Weise mittels eines Exzenters und einer Schlaufe angezogene Überwurf der Kupplung auf den von den Bügeln gehaltenen, geteilten Ringen ab.
Durch den so an jeder beliebigen Stelle der Rohrlänge gegebenen Formschluss entfallen die Nachteile, die durch die bekannten allein auf Reibungsschluss oder auch Formschluss beruhenden Rohrverbindungen gegeben sind.
Die bisher aufgezeigten Vorteile der Erfindung werden noch dadurch ergänzt, dass es mit Hilfe derartiger, zu Tragsystemen zusammensetzbaren Elementen möglich ist, auch in der konstruktiven Gestaltung der einzelnen Tragsysteme andere Wege zu gehen, indem man diese Tragsysteme einfacher, leichter und wirtschaftlicher, wie z. B. bei anzupassenden Stützen, erstellen oder sie z. B. als grosse Entfernungen überbrückende Fachwerkträger oder Gitterwerk zu neuen Zwecken verwenden kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in den Zeich- nungenalsBeispielschematischdargestelltenAusfuhrungsformender Erfindung. Im einzelnen zeigen Fig. 1 ein mit gegenläufig schraubenlinienförmigen Sicken versehenes Rohrstück in Ansicht, Fig. 2 eine form-
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ordnung vonHalbschalen in einer Kupplung mit Exzenterverschluss im Schnitt gemäss Linie III-III der Fig. 2, Fig. 4 die formschlüssige Verbindung gemäss Fig. 2 in Draufsicht, Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Verbindung zweier einander paralleler Stützen in Ansicht, Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Fächertragsystems und Fig. 7 einen Knotenpunkt des Fächertragsystems nach Fig. 6 im Grundriss.
Ein Rohr 1. von dem lediglich nur ein Teilstück dargestellt ist, zeigt eine, entlang der Rohrlänge kontinuierlich verlaufende Profilierung'in der Art, dass beispielsweise zwei schraubenlinienförmig verlaufende Sicken 2, 3 angebracht sind. Während die Sicke 2 als rechtsgängig bezeichnet werden kann, verläuft die Sicke 3 linksgängig. Das Mass für die Steigung ist für beide Sicken gleich gross gewählt.
Für den Nachweis des an jeder Stelle des profilierten Rohres geforderten und gegebenen Formschlusses für eine Verbindung wird auf die Fig. 2-4 verwiesen.
Von den sich in einem Abstand kreuzenden Rohren ist nur das senkrecht verlaufende Rohr 1 als Teilstück wiedergegeben. Dieses Rohr l wird an der Stelle, an der es mit einem andern Rohr (nicht dargestellt) verbunden werden soll, mittels eines Formstückes beispielsweise nach einer Lösung von Halbschalen 4,5 und 6, 7 formschlüssig umschlossen. Je zwei Halbschalen 4,5 bzw. 6,7 die an ihrem einen Ende durch einen Bolzen 8 bzw. 9 klappbar zusammengehalten sind, bilden somit einen geteilten Ring 10 bzw. 11.
Ein Stift 12 bzw. 13 an der Stirnseite der einenHalbschale, der in eine entsprechende Bohrung (nicht dargestellt) an der zugekehrten Stirnseite der andern Halbschale greift, dient als Führung nach dem Umschlie- ssen des Rohres 1. Auf der Innenfläche mindestens einer der zusammengehörenden Halbschalen sind entsprechend der Führung der Sicken 2, 3 Vorsprünge 14, 15 vorgesehen, die in die Sicken 2, 3 eingreifen.
Die geteilten Ringe 10, 11 lassen sich beim Umlegen um das Rohr ähnlich wie Muttern entlang der Sikken 2,3 um die Längsachse verdrehen, u. zw. so weit, bis sie mit ihren einander zugekehrten Flächen sich berühren und bei dem Versuch eines Weiterdrehens wie Gegenmuttern wirken. In dieser Stellung, wie in Fig. 3 gezeichnet, werden sie von zwei einander parallelen Bügeln 16, 17 aufgenommen, die in, am Umfang vorgesehene Nuten 18,19 der geteilten Ringe 10,11 eingreifen und nach dem Umlegen eines Überwurfes 20 sowie Anlegen einer Schlaufe 21, die am freien Ende der Bügel 16, 17 mittels Bolzen 22 drehbar gelagert ist, durch Drehen eines Exzenters 23, der auf den Überwurf 20 einwirkt, in ihrer den Formschluss sichernden Lage festgehalten.
Die Fig. 5 und 6 geben als Beispiel des vielseitigen Einsatzes der erfindungsgemässen Lösung Ausführungen in schematischer Darstellung wieder. In gleicherweise wie die sich kreuzenden Rohre formschlüs- sig miteinander verbunden werden, können auch Stützen, die aus zwei zueinander parallel verlaufenden profilierten Rohren 1 gebildet werden, mittels einer Kupplung zusammengehalten werden. u. zw. stufenlos an jeder Stelle ihrer Länge. Derartige Anordnungen sind nicht beschränkt auf das Verbinden von nur zwei Rohren miteinander mit einer oder mehreren Kupplungen entsprechend der aufzunehmenden Lasten, sondern es ist ebenso gut möglich die Anordnung von drei und noch mehr Tragelementen zu einer Einheit zusammenzufassen, ohne dass hiefür eine besondere Darstellung erforderlich ist.
Lediglich die Form der Kupplung muss jeweils entsprechend dieser vorgesehenen Lösung angepasst werden. Vorteilhaft zeigt sich der Einsatz von Rohren mit einer kontinuierlich verlaufenden Profilierung gemäss der Erfindung auf der Oberfläche entlang der Rohrlänge auch bei grossen Tragsystemen.
Während es bei Gerüsten unter Verwendung von Rohren und mit Reibungsschluss arbeitenden Verbindungen notwendig war, die Streben durchgehend von Anfang bis zum Ende des Tragsystems, vom Boden bis zur Decke, anzuordnen, ist es nunmehr z. B. möglich, die von oben eingeleiteten Kräfte mit Streben aufzunehmen, die von Knotenpunkten fächerförmig zur Decke hin auseinanderlaufend geführt werden, wobei die in den Knotenpunkten zusammenlaufenden Kräfte durch senkrechte Stützen weitergeleitet werden. In der Fig. 6 sind 24 die profilierten Rohre des Fächertragwerkes, die über Kupplungen 25 formschlüssig mit horizontal geführten Verbindungsstreben 26 verbunden sind. Weitere Kupplungen 27 der gleichen Ausführung wie die Kupplungen 25 leiten die Kräfte von den horizontal geführten Verbindungsstreben 26 zu. den senkrechten Gerüstrohren 28 weiter.
Die beispielsweise Anordnung dieser Kupplung 25, 27 zeigt im Ausschnitt Fig. 7.
Die Gedanken der Erfindung beschränken sich nicht allein auf Sicken derart, wie sie in den Darstel-
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des Rohres, so sind zusätzliche Versteifungen ohne weiteres möglich, die dann von den vier, die Fläche begrenzenden Seiten zur Mitte hin verlaufend vorzusehen wären. Durch die unter einem andern Winkel sich schneidenden gegenläufig schraubenlinienförmig verlaufenden Sicken ist auch hiebei die kontinuierliche Profilierung der Oberfläche des Rohres gegeben.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Tragsystem, zusammengesetzt aus einzelnen Rohren mit profilierter Oberfläche unter Benutzung von Kupplungen als Verbindungselemente, wobei die Oberfläche der Rohre eine entlang der Rohrlänge kon- tinuierlich verlaufende Profilierung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (1) mit wenigstens zwei gegenläufig schraubenlinienförmigen Sicken (2,3) profiliert ist.